EL_w06: Wzmacniacze operacyjne zastosowania (1)

Transkrypt

1 EL_w06: Wzmacniacze operacyjne zastosowania (1) Przypomnienie układów podstawowych Najprostsze filtry dolnoprzepustowe Sumator Wzmacniacze: różnicowy, pomiarowy, izolacyjny Przetworniki I->U, U->I (źródła prądowe) Prostownik idealny Detektor szczytu, układ próbkująco-pamiętający Generatory sygnałów ( Regulatory PI, PD ) 1

2 2

3 3

4 Sumator Rs Rs Rs U wy = U 1 U 2 U 3... R1 R2 R3 4

5 Wzmacniacz różnicowy R2 U wy = U 2 U 1 R1 5

6 Wzmacniacz różnicowy (..\w06\roznicowy.asc) 6

7 Wzmacniacz z różnicowym wejściem i wyjściem (..\SwCADIII\examples\jigs\1992.asc,..\w06\roznicowy_we_wy.asc) 7

8 Wzmacniacz pomiarowy G= R1 +1 RS R 2 = R3 = R 4 = R5 8

9 Wzmacniacz pomiarowy (..\swcad\examples\jigs\1127.asc) 9

10 Scalony wzmacniacz pomiarowy (..\SwCADIII\examples\jigs\1167.asc,..\w06\pomiarowy_scalony_R.asc) 10

11 Wzmacniacz pomiarowy 2 (Uwspólne > Uzas) 11

12 Wzm. pomiarowy 2Wop (..\SwCADIII\examples\jigs\1024.asc) 12

13 Konwerter natężenie prądu - napięcie 13

14 Źródła prądowe 14

15 Źródła prądowe (2) 15

16 Źródła prądowe (układ Howlanda) 16

17 Źródła prądowe (układ Howlanda)..\w06\Howland.asc 17

18 Wzmacniacze o nastawianym wzmocnieniu 18

19 Prostownik idealny 19

20 Prostownik idealny (2) 20

21 Prostownik idealny (3) 21

22 Prostownik pełnookresowy (1): V(c)=abs(V(a))*R6/R3 22

23 Prostownik idealny pełnookresowy (2) : V(out) = abs(v(in)) 23

24 Prostownik idealny pełnookresowy (3) : V(out) = abs(v(in)) 24

25 Prostownik pełnookresowy (4): I(M)= abs(v(in))/ra in M 25

26 Detektor wartości szczytowej 26

27 Detektor wartości szczytowej 27

28 Układ próbkująco-pamiętający (Sample&Hold) 28

29 29

30 Komparator, przerzutnik Schmitta odwrotnie! 30

31 31

32 Komparator, przerzutnik Schmitta (2) 32

33 Komparator, przerzutnik Schmitta (3) 33

34 34

35 35

36 Generator przebiegów prostokątnych 36

37 Generator przebiegów prostokątnych 37

38 Generatory przebiegów trójkątnych 38

39 Generatory przebiegów trójkątnych (2) 39

40 Generatory przebiegów sinusoidalnych (mostek Wiena) 40

41 Generatory przebiegów sinusoidalnych (stabilizacja amplitudy) 41

42 42

43 Generator przebiegów sinusoidalnych (kwadraturowy) 43

44 Przerzutnik bistabilny 44

45 Przerzutnik monostabilny (uniwibrator) 45

46 Wzmacniacze operacyjne zastosowania_(2) Regulatory PI Powtórka, zadania (cz.1) 46

47 Zadanie 6 +V B1 U1 wy1 +V w2 -V V=V(we) LAPLACE -2/(1+0.01*s) we B2 we U2 wy2 Vwe PULSE(0 1 10ms 10ns 10ns) AC 1 V=V(we) LAPLACE 2/(1+0.01*s) we U3 V1 -V +V +V B3 V2 wy3 -V w3 -V V=V(we) LAPLACE -2/(1+0.01*s)^2.tran 0 100ms 0 10us we w1 Zaprojektuj układy o poniższych transmitancjach V(wy)/V(we). Narysuj odpowiedzi skokowe i charakterystyki częstotliwościowe 5V -5V 47

48 Regulator PI 48

49 Regulator PI 49

50 Układ regulacji prądu w obwodzie indukcyjnym 50

51 Regulacja prądu I(Lo) (Ti=10ms, Ksi=0.7,0.8,0.9,1) : odpowiedzi na skok prądu zadanego (10 ms, 1A) i skok napięcia zakłócającego Ea (100ms,20V) 51

52 Regulacja prądu I(Lo) (Ti=10ms, Ksi=0.7,0.8,0.9,1) : charakterystyki częstotliwościowe 52

53 Regulacja prądu I(Lo) (Ksi=0.8, Ti=5,10,15ms) : odpowiedzi na skok prądu zadanego (10 ms, 1A) i skok napięcia zakłócającego Ea (100ms,20V) 53

54 Regulacja prądu I(Lo) (Ksi=0.8, Ti=5,10,15ms) : charakterystyki częstotliwościowe 54

55 Zadanie 1 Wzmacniacz operacyjny typu rail-to-rail, zasilany napięciem +/-5V pracuje w układzie wtórnika napięciowego. Napięcie wejściowe jest zerowe. Jakie napięcie zmierzymy na wyjściu, gdy nastąpi przerwanie połączenia: a) wejścia b) sprzężenia zwrotnego, c) zasilania +5V, d) zasilania -5V? 5V V1 0V we Vwe -5V c b a d U1 wy LT1368 V2 55

56 Zadanie 2 Wzmacniacz operacyjny typu rail-to-rail, zasilany napięciem +/-5V pracuje w układzie inwertera. Napięcie wejściowe jest zerowe. Jakie napięcie zmierzymy na wyjściu, gdy nastąpi przerwanie połączenia: a) wejścia, b) sprzężenia zwrotnego, c) zasilania +5V, d) zasilania -5V, e) połączenia końcówki + z masą?.op 5V V1 a R2 1k R1 1k U1 + -5V V2 d b wy LT1368 e 0V Vwe +V c -V Ro 1k 56

57 Zadanie 3 Oblicz napięcia na wyjściach wy1.. wy4 wzmacniaczy 10k R1 10k 10k 1V R9 R8 V2 R11 10k 10k R18 wy2 10k 1V R7 10k R19 10k 10k R20 V4 U3 R16 10k U2 R10 R12.lib opamp.sub.op 10k 10k wy3 10k wy1 R2 10k R15 V3 U1 10k 1V 10k 10k R5 V1 R14 R13 R4 R3 U4 wy4 10k R6 1V 10k R17 10k 57

58 Zadanie 4 R11 10k wy4 0V we R13 10k R14 U4 10k we R1610k R1810k R1510k +V -V +V R6 10k wy2 U2 we +V U5 wy5 R17 10k -V +V we R12 10k -V Vwe -5V R3 10k +V we 5V we +V wy1 we R1010k R7 10k U3 wy3 R9 10k R2010k R1910k -V R4 10k U1 R8 10k R2210k +V +V U6 wy6 R21 10k -V R1 10k V2 R5 10k +V -V R2 10k +V +V V1 -V +V.dc Vwe m +V Narysuj charakterystyki statyczne V(wy)=f(V(we)) w zakresie zmian V(we) od -V do +V 58

59 Zadanie 5 Narysuj charakterystyki statyczne V(wy)=f(V(we)) w zakresie zmian V(we) od -V do +V +V +V U1 wy1 R3 10k R1 10k Vwe R4 90k we R11 10k R9 10k +V we R5 10k U3 wy3 -V PWL(0-5 10ms 6 20ms -5) wy2 R7 10k R8 90k +V -5V +V we 5V U2 -V we R6 90k +V R12 90k R10 90k wy4 R15 10k R13 10k we +V U4 -V V2 R2 90k +V -V V1 -V +V.tran 0 20ms 0 10us R16 90k R14 90k 59